Quando se ne prepara l'assetto, le barre antirollio sono senza dubbio uno dei principali parametri che si possono controllare per modificare il comportamento dell'auto. Attraverso le barre antirollio, infatti, è possibile controllare con precisione il comportamento a rollio dell'auto in modo svincolato da quello a beccheggio; separando, perciò, la dinamica laterale da quella longitudinale.
Ma che cos'è una barra antirollio?
Innanzitutto non necessariamente una barra! Un'antirollio è infatti , per definizione, un'elemento elastico cinematicamente vincolato alle sospensioni in modo da deformarsi solo quando il veicolo rolla, rimanendo indeformato, invece, in fase di beccheggio. Ci sono tantissimi modi di implementare un sistema che rispetti la definizione che ti ho appena dato: Molle elicoidali posizionate in obliquo, piccole balestre sollecitate a flessione, elementi idraulici... Lo schema più implementato e diffuso, però, è una barra collegata ad entrambe le sospensioni di un assale che viene sollecitata a torsione in fase di rollio.
Se hai letto l'articolo sull'importanza dello schema sospensivo, dovresti riconoscere di che schema si tratta. Se sei un appassionato, riconoscerai che si tratta dello schema caratteristico della sospensione anteriore dell'auto in copertina: l'Alfetta GTV6. Beh, sappi che non sono immagini scelte a caso... Questo schema, infatti, mi permette anche di chiarire la differenza tra due elementi che vengono spesso confusi: barre antirollio e barre di torsione.
Le barre di torsione, evidenziate in blu, sono elementi elastici che vanno a tutti gli effetti a sostituire le tradizionali molle, agendo in modo indipendente in corrispondenza della corsa delle singole sospensioni. La barra antirollio, invece, evidenziata in rosso, è un elemento elastico, collegato ad entrambe le sospensioni, che viene sollecitato a torsione solo nel momento in cui le due si muovono in modo opposto (ovvero in rollio), mentre ruota liberamente quando la corsa delle due sospensioni è parallela (ovvero in beccheggio). In entrambi i casi, la rigidezza delle barre dipende da sezione, materiale e lunghezza. (In genere, per una questione di ingombri, si agisce sulla sezione)
Bene! Fatte tutte le presentazioni del caso, direi che è arrivato il momento di fare un passo indietro e guardare il quadro d'insieme, abbandonando per un attimo l'aspetto puramente meccanico e focalizzandoci sugli effetti che questo elemento ha sulla dinamica complessiva del veicolo. Per visualizzare come la rigidezza delle barre influenzi il comportamento dell'auto in curva, immagina di affrontare una curva a velocità costante... FASE DI INSERIMENTO:
Come ti dicevo qualche articolo fa, parlando di spostamenti di carico o di tempi al Nurburgring, in fase di inserimento avviene un trasferimento di carico verso l'esterno della curva che porta l'auto a rollare; le gomme non scaricano del tutto le forze a terra fin quando questo transitorio non è finito e, più le sospensioni sono rigide, più questo transitorio sarà rapido.
Facciamo un passo avanti...
Abbiamo detto che, tramite le barre antirollio, è possibile modificare la rigidezza in rollio dei singoli assali. Immaginiamo perciò, ad esempio, di avere una rigidezza a rollio maggiore sull'assale anteriore di quanto non lo sia sull'assale posteriore. Al momento di inserire l'auto in curva, si innescherà il transitorio di cui ti parlavo prima, ma sull'assale anteriore terminerà in anticipo rispetto a quanto accade sull'assale posteriore. Ci sarà perciò un momento in cui l'assale anteriore, terminato il transitorio, comincerà a seguire la traiettoria desiderata, mentre il posteriore, più lento, non sarà ancora in grado di esercitare forze laterali e tenderà a partire per la tangente. Viceversa, con un posteriore più rigido, sarà l'anteriore a cominciare la curva in ritardo.
Un discorso diverso vale invece in...
PERCORRENZA DI CURVA:
Ricordi quando, parlandoti di trasferimenti di carico, ti dicevo che questi ultimi non vengono influenzati dalle rigidezze, ma solo da peso, altezza del baricentro, passo e carreggiata dell'auto?
Questo è assolutamente vero in termini complessivi, nel senso che, se parliamo di rollio, modificando la rigidezza complessiva dell'auto a rollio, il trasferimento di carico laterale complessivo non cambia. Utilizzando rigidezze a rollio differenti tra i due assali, però, è possibile modificare il modo in cui il trasferimento di carico si distribuisce tra davanti e dietro... In che modo?
Te lo spiego:
Quella che vedi in figura, può essere interpretata come una rappresentazione semplificata della cassa veicolo che, soggetta ad un'accelerazione centrifuga, si "corica" in rollio. Le sospensioni sono rappresentate, per semplicità, come un assale rigido, ma il discorso che stiamo per fare si può serenamente estendere a qualunque schema sospensivo.
Se accettiamo il modello in figura come una rappresentazione dell'intero veicolo, possiamo dire che le molle rappresentino l'insieme delle rigidezze che, in parallelo, agiscono a rollio; ovvero le molle delle 4 sospensioni e le 2 barre antirollio.
Qualora a colazione non mangiassi pane e ingegneria, è giusto chiarire che delle rigidezze in parallelo, per definizione:
1) Si sommano. 2) Hanno la stessa deformazione. In questo caso la deformazione è data dall'angolo di rollio Փ che, trascurando la deformazione torsionale dell'auto (molto minore rispetto a quella delle molle), è lo stesso sia per l'assale anteriore che per quello posteriore.
Considerato che la somma delle differenze di forza generate dalla rotazione della cassa veicolo, altro non è che il trasferimento di carico laterale, si può scrivere che, per l'intero veicolo:
[Trasferimento di carico] = [Rigidezza complessiva a rollio] * [Angolo di rollio]
Dove, ad una data accelerazione laterale, il trasferimento di carico è una costante e, di conseguenza, a una maggiore rigidezza a rollio corrisponderà un minor angolo di rollio e viceversa.
Una volta definito in questo modo l'angolo di rollio, però, lo stesso modello e la stessa equazione si possono applicare separatamente ai singoli assali. In questo caso sarà l'angolo di rollio ad essere costante e, all'aumentare della rigidezza a rollio di un determinato assale, aumenterà con esso anche il trasferimento di carico sul singolo assale.
Morale della favola: Aumentare la rigidezza in rollio di un assale aumenta il trasferimento di carico su quell'assale in percorrenza di curva e di conseguenza, come ti spiegavo nell'articolo dedicato ai trasferimenti di carico, ne diminuisce la tenuta di strada.
Ricapitolando...
Nell'articolo sui tempi al Ring, ti dicevo che, in termini di rigidezza complessiva dell'auto, in linea teorica, la regola è: "più rigida è, meglio è"; con il limite superiore dato dalle sconnessioni sulle quali l'auto deve rimanere stabile.
Per quanto riguarda le barre antirollio, irrigidire la barra aumenta la precisione in ingresso dell'assale corrispondente, riducendone la tenuta in percorrenza. Gli effetti perciò si possono sintetizzare come...
Anteriore + rigido / Posteriore + morbido:
+ Sovrasterzo in ingresso curva + Sottosterzo in percorrenza di curva
Anteriore + morbido / Posteriore + rigido:
+ Sottosterzo in ingresso + Sovrasterzo in percorrenza
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Se è vero che è esercitando l'Arte del Sorpasso che un pilota guadagna l'affetto del pubblico, è senza dubbio altrettanto vero che è difendendo la posizione che ottiene il rispetto dei suoi avversari.
Come per il sorpasso, anche nel difendersi entrano in gioco diversi fattori. La rubrica Essere Veloci è per natura un po' meno ingegneristica e scientifica rispetto agli articoli che di solito puoi leggere su FR Tecnica, ma l'autore sono sempre io, cercherò perciò di andare con ordine e analizzarli uno per uno.
Come sempre, per questo genere di articoli, ci tengo a ribadire che ciò che leggerai sono semplicemente le opinioni di uno studente di Ingegneria che pratica il karting da 16 anni (per quanto le mie tasche mi permettano di praticare questo costoso quanto amato sport 😅) e di gare ne ha fatte diverse e seguite moltissime. Fatta questa doverosa premessa, andiamo perciò a vedere quali sono... I requisiti fondamentali di una difesa coi contro... FIOCCHI! 1) Comprendere la situazione di gara:
Come per chi è dietro, anche per chi si trova a dover difendere la posizione la fase di studio è fondamentale; l'unica differenza è che è molto più difficile capire se, quanto e dove il tuo avversario recupera terreno nei tuoi confronti semplicemente guardando dagli specchietti o, se parliamo di kart, voltandosi di tanto in tanto.
In queste situazioni diventa di grande aiuto identificare un punto della pista in cui sai di poter guardare dietro senza perdere tempo o concentrazione (un lungo rettilineo o magari l'uscita di una curva a gomito). Se poi sei in contatto radio con qualcuno al muretto che ti fornisce direttamente tutte le informazioni che ti servono, questo sicuramente è un enorme vantaggio. Definito il come raccogliere le informazioni che ci servono per poterci difendere come si deve ed evitare di essere colti di sorpresa, il modo in cui si difende la posizione non può essere disconnesso dalla situazione di gara in cui ci si trova, identifichiamo ad esempio 3 possibili scenari: a) Primo giro, tutti sono vicini, davanti a te non c'è spazio per fare il tuo ritmo, dietro di te c'è un gruppone di piloti in lotta deciso ad approfittare dei distacchi ridotti per guadagnare quante più posizioni possibile. b) Circa metà gara, distacchi sgranati. Stai facendo il tuo ritmo e dietro di te, a circa un secondo di distacco, c'è un altro pilota che mantiene più o meno il tuo stesso ritmo, ma cerca di metterti pressione facendosi vedere e tentando, di tanto in tanto, un timido attacco. c) Finale di gara. Magari sei in difficoltà con le gomme o semplicemente stanco, magari le condizioni della pista sono cambiate e fatichi a trovare il tuo ritmo, o magari qualcuno che ti è partito davanti ha avuto un problema e sta rimontando dal fondo. Insomma, per qualche motivo un avversario si avvicina recuperando pesantemente giro dopo giro fino ad esserti negli scarichi. Ti rendi conto che non c'è un punto della pista in cui tu non sia vulnerabile.
Una volta capito lo scenario in cui ti trovi, non devi dimenticarti che difendere la posizione è.. 2) Agire, non reagire:
Questo è in realtà un concetto che torna utile anche nella guida di tutti i giorni, quando magari si è nel caos del traffico cittadino e guidare in modo sicuro diventa più difficile e stressante. Ci sono obiettivamente delle situazioni che non sono prevedibili: un bambino distratto che si butta in mezzo alla strada, un motorino che ti passa a destra mentre accenni una svolta.. Tutte situazioni che ci richiedono la massima prontezza di riflessi per evitare di creare situazioni pericolose o, peggio, far danni o far male a qualcuno.
Guidando nel traffico di Torino, ho imparato a mie spese che diventa molto più semplice essere pronti in queste situazioni se si guida in modo tale da far capire chiaramente a chi ci è intorno cosa può fare e cosa non può fare. Ad esempio, se devi svoltare a destra, a prescindere da chi e cosa hai intorno, mettere la freccia per tempo e spostarsi sulla destra chiudendo ad un eventuale motorino lo spazio per infilarsi riduce notevolmente le probabilità di stendere qualcuno nella svolta e, se il numero di situazioni pericolose si riduce, nel nostro cervello c'è più spazio e attenzione da dedicare a quelle situazioni imprevedibili che prontamente la richiedono. "Ho capito Fra, ma come mi torna utile in pista sto pippone sulla guida sicura in città?" Nei duelli in pista c'è tanta psicologia e ciò che comunichi ai piloti dietro di te inevitabilmente ha un impatto su come loro si approcciano nel tentare di superarti... Per capire di cosa sto parlando, caliamoci negli scenari che ti dicevo prima, analizzandoli uno per volta: Scenario (a): In questa fase i piloti dietro di te non fanno nessun sottile gioco psicologico, aspettano solo di vedere una porta aperta per infilarcisi. Tu, dal canto tuo, non sei in una situazione diversa dato che i piloti davanti a te ti impediscono di spingere davvero. La cosa migliore da fare in questa fase è chiudere il più possibile qualunque varco del quale chi è dietro di te potrebbe approfittare (a prescindere dal fatto che ci sia o meno qualcuno a provarci) e concentrare la parte "reattiva" del tuo cervello a cercare a tua volta una porta aperta che possa permetterti di guadagnare qualche posizione. Scenario (b): In questo caso, in linea teorica, tenere il tuo ritmo dovrebbe essere sufficiente a tenere il tuo avversario abbastanza lontano da impedirgli di attaccarti. Reagire ai suoi tentativi di disturbo andando a chiudere e ripiegando su traiettorie difensive, invece, non farebbe altro che rallentarti e distrarti aiutando il tuo avversario. Continuare a spingere senza curarsi della sua vicinanza, non solo ti aiuta a mantenere il ritmo e restare concentrato, ma comunica anche al tuo avversario che non ti preoccupa, che tanto non ne ha e che per lui sarebbe meglio lasciar perdere. Una strategia molto più redditizia. 😉 Scenario (c): Se a fine gara davanti a te hai strada libera e dietro di te un avversario incalza facendosi aggressivo, preoccuparsi di mantenere il ritmo senza perdere tempo potrebbe essere inutile. A fine gara ciò che conta è la posizione. E' arrivato perciò il momento di tirare fuori gli artigli e rispondere ai suoi attacchi chiudendo la porta colpo su colpo, curva dopo curva. In questo caso potrebbe essere utile avere in mente... 3) Qualche esempio celebre:
La
prima cosa da tenere a mente quando si passa in "modalità difensiva" è
che chiudere la porta inevitabilmente fa perdere del tempo. Cercare un
compromesso tra le due cosein genere fa perdere tempo e posizioni. Bisogna fare perciò una scelta chiara: o difendi il tempo sul giro o la posizione.
Dopo
aver letto il punto 2 avrai capito che è chi agisce che ha il controllo
della situazione e chi reagisce si adatta. E' importante, perciò, che
sia sempre il tuo avversario a reagire a ciò che fai. Chiudere la porta, in sostanza, significa occupare costantemente la traiettoria più favorevole costringendo il tuo avversario a scegliere se starti dietro o uscirne.
Un'esempio di questo concetto puoi osservarlo negli ultimi 20 minuti di questa leggendaria gara:
Osservando le traiettorie che segue Gilles Villeneuve, si riesce facilmente a vedere come chi è alle sue spalle non riesca ad attaccare semplicemente perchè non c'è mai un varco aperto. A costo di seguire una traiettoria lentissima, la porta resta sempre costantemente chiusa.
Se il duello si protrae, però, occupare costantemente la traiettoria favorevole diventa quasi impossibile. Se la si perde, mostrare tenacia resistendo all'esterno invia un messaggio chiaro all'avversario. Un concetto che trova applicazione nell'azione difensiva di un coriaceo Antonio Giovinazzi sul finale di gara dello scorso Gran Premio di Cina:
4) Essere pronti a contrattaccare:
Quando un pilota è rimasto dietro ad un altro per diversi giri e riesce a sorpassarlo, ci mette qualche curva a riprendere il suo ritmo. Se sei appena stato sorpassato devi essere pronto ad approfittare di questo breve momento di vulnerabilità per riprenderti la posizione prima che il tuo avversario riesca ad allungare. Un esempio di particolare ispirazione lo puoi trovare in questo mitico duello:
Bene! Con queste splendide immagini direi che possiamo congedarci. Come sempre, se l'articolo ti è piaciuto, non esitare a farmelo sapere con un LIKE 👍 Se vuoi rimanere sempre aggiornato sugli ultimi articoli, iscriviti alla Newsletter! Noi ci vediamo al prossimo Capitolo, ciao! 😜
Per gli appassionati di auto, negli ultimi anni, i tempi al Nürburgring
(Nordschleife) stanno rappresentando sempre più il riferimento
prestazionale per confrontare tra loro le auto di punta della produzione
di serie di ciascun costruttore. D'altro canto, gli stessi costruttori ormai sviluppano le loro auto di punta mettendole a punto, in fase prototipale, proprio tra le curve dell'Inferno Verde, per poi pubblicizzare la nuova vettura con il nuovo Record.
Con un tema ed un titolo così, la copertina non poteva che andare all'attuale regina dei tempi al ring tra le auto di serie (la Lamborghini Aventador LP770-4 SVJ), ma quanto dicono davvero i famigerati "tempi al Ring" delle prestazioni e della qualità di un'auto?
Provare a farcene un'idea è l'obiettivo di questo articolo. Non perdiamo, perciò, altro tempo in presentazioni e combenevoli ed entriamo subito nel vivo esplorando.. La differenza tra un'auto di serie e un'auto da corsa:
Prendiamo in esempio una Ferrari 458 Speciale (primo video) e una Ferrari 458 GT3 (a seguire).
Per regolamento tecnico (la scelta delle auto da confrontare non è casuale) il peso e la potenza di queste 2 auto sono simili; anzi direi che il rapporto peso/potenza pende leggermente a favore della Speciale. Quali sono le differenze che permettono alla GT3 di girare 10 secondi al giro più forte allora?
Le gomme e i freni maggiorati, in primo luogo, sono indiscutibilmente un fattore di enorme impatto sul tempo sul giro. In secondo luogo la massa, anche se è la stessa, è sicuramente distribuita in modo differente: il telaio viene alleggerito spogliandolo di tutti i comfort che in un'auto da corsa non servono. L'altezza da terra viene ridotta e la massa recuperata viene ridistribuita (in basso) tramite zavorre in modo da ottenere il miglior bilanciamento possibile. L'aerodinamica poi viene estremizzata in modo da aumentare la tenuta di strada (anche se a Monza l'impatto è minimo).
Aldilà di queste considerazioni, però, c'è un aspetto su cui vorrei concentrare la tua attenzione: l'assetto e, in particolare, le rigidezze.
Su una pista ideale, piatta come un tavolo da biliardo, (come accennavo anche nell'articolo dedicato all'assetto) è possibile dimostrare che un'auto è tanto più performante quanto più sono rigide le molle. Per quanto una sospensione possa essere ben progettata, infatti, la sua corsa porta sempre con se un errore cinematico che può essere una perdita di camber o un angolo di sterzo indotto. Tutti effetti che, in genere, riducono la prevedibilità e le performance di un auto. Più l'auto è morbida, poi, più lentamente risponde agli input del pilota, come ti dicevo anche nell'articolo sui trasferimenti di carico.
Ovviamente, però, le piste reali non sono dei tavoli da biliardo. E' necessaria, perciò, una certa deformabilità della sospensione per far si che asperità e cordoli non destabilizzino eccessivamente o facciano addirittura decollare l'auto.
Il compromesso tipico di un'auto preparata per la pista si aggira intorno ad una frequenza naturale di 5 Hz (ricorda che, più una sospensione è rigida, più alta è la sua frequenza naturale di oscillazione); in altre parole, da quando il pilota da' un input a quando (terminato il trasferimento di carico) l'auto risponde, passano circa 2 decimi di secondo. Ma come si stabilisce la frequenza naturale delle sospensioni di un'auto di serie? La risposta è in questo grafico:
Questo grafico rappresenta lo standard ISO-2631, ovvero lo standard seguito da tutti i costruttori per valutare il livello di comfort di un'auto. La linea blu sta ad indicare la soglia di sopportazione delle vibrazioni da parte dell'essere umano. Cio' che questo grafico ci dice è che le vibrazioni tra i 4 e gli 8 Hz sono le più sconfortevoli in assoluto, mentre al di sotto di 1 Hz (ovvero un'oscillazione al secondo) si verificano fenomeni di mal d'auto.
Ora, parlando di auto da corsa, abbiamo detto che al di sopra dei 5 Hz, come frequenza naturale di risposta delle molle, non si può salire per una questione principalmente legata all'handling. Ne deriva che, per massimizzare il comfort (obiettivo primario nelle auto stradali) la frequenza naturale dovrà cadere appena sopra la soglia minima di 1 Hz; in genere tra 1.1 e 1.6.
Questo significa che, nel nostro esempio, il tempo di risposta della 458 Speciale sarà tra i 7 e i 9 decimi di secondo; ovvero 3/4 volte superiore a quello di un'auto da corsa! Considerato che sono decimi che si accumulano ad ogni staccata e ad ogni cambio di direzione, questo rende l'idea di quanto questo fattore possa essere impattante sul tempo sul giro.
Proviamo ad'applicare questo discorso, tempi alla mano, proprio al Nordschleife:
Quella in foto è la Lexus LFA Nurburgring Package. A questo link potrai verificare tu stesso che quest'auto ha un tempo documentato di 7:14:64. Scorrendo più in basso potrai notare che la versione standard della Lexus LFA ha fatto segnare 7:38:00. Una differenza di più di 23 secondi che, a giudicare da quanto ci dice Wikipedia in proposito, deriva da una differenza di 10 HP, un cambio leggermente ricalibrato, uno splitter all'anteriore e un assetto specificamente sviluppato in pista, in quella particolare pista, con delle sospensioni più rigide e maggiori possibilità di regolazione. Questo, ancora una volta, per rendere l'idea di quanto un irrigidimento delle sospensioni e un assetto specificamente studiato per un tracciato in particolare, a prescindere dall'auto, possano portare ad un abbassamento importante in termini di tempi sul giro, specialmente su un tracciato lungo e particolare come può essere il Nurburgring.
A questo punto verrebbe da chiedersi: Quanto di questo irrigidimento delle sospensioni può essere poi trasportato sull'auto di serie che farà realmente i numeri di vendita per il costruttore?
In altre parole: Quanto di questo tempo sul giro si traduce in qualità.. e quanto è, invece, solo pubblicità?
Ovviamente, per ogni specifico caso, io questo non posso saperlo. Posso, però, condividere con te quello che è il mio personale metodo per farmene un'idea: 1) Il fattore commerciale:
La prima discriminante, puramente commerciale, è proprio la presenza di versioni specifiche, prodotte in un numero relativamente molto ridotto di esemplari, che vengono specificamente messe a punto al Nurburgring per fare il tempo al Nurburgring. Se l'auto non è quella che dovrà fare i numeri di vendita, infatti, non sarà un problema aumentare la frequenza naturale, chessò, a 3.5 Hz. Il fatto che l'auto sia molto sconfortevole non farà notizia perchè il comfort verrà valutato su un'altra versione, quella che farà i numeri, che sarà più morbida e magari al Nurburgring girerà 20 secondi al giro più lenta.
Come prima linea guida, quindi, considero i tempi di auto di questo tipo utili al massimo per fare un confronto con altre versioni specifiche dello stesso tipo. Sicuramente non ha senso confrontarli con tempi di auto che presentano un'unica versione (chiamata sia a segnare il tempo, sia a fare i numeri di vendita) i cui tempi saranno senza dubbio più "onesti" in termini di qualità della vettura. 2) Lo schema sospensivo: Questo secondo fattore è decisamente più tecnico e ha a che fare con il discorso che facevamo poco fa a proposito delle rigidezze. Se ricordi, parlando di Formula 1, sia durante i test dello scorso anno che nell'ultimo articolo, ti spiegavo come, giocando sull'altezza del centro di rollio, sia possibile ottenere una sorta di "rigidezza virtuale" in rollio diversa (e in particolare superiore) rispetto a quella che si considera quando si parla di assorbimento delle sconnessioni. Ecco, non tutti gli schemi sospensivi consentono di lavorare su questo aspetto allo stesso modo. 😜
Andiamo con ordine. Parlando di F1 lo schema sospensivo in questione è il quadrilatero. Se ricordi, nell'articolo dedicato, ti mostravo la costruzione geometrica per trovare la posizione del centro di rollio di una sospensione di questo tipo:
Come puoi intuire, la posizione del centro di rollio può essere modificata in modo sostanziale semplicemente giocando sull'inclinazione dei triangoli sospensivi. Più lo si sposta in alto, più l'auto si comporterà rigidamente nei cambi di direzione. Un discorso analogo può essere fatto per la soluzione Multi-link, ma cosa succede per gli altri schemi?
Vediamo un paio di esempi commercialmente rilevanti: 1) Il McPherson:
In questo caso il braccetto superiore è sostituito dall'ammortizzatore. Dato il tipo di vincolo imposto, si può considerare quest'ultimo come un braccio di infinita lunghezza perpendicolare all'asse dell'ammortizzatore. La differenza rispetto a quanto visto per il quadrilatero, però, sta nel fatto che il posizionamento dell'ammortizzatore è molto più vincolato e, con esso, lo è anche la posizione del centro di rollio.
Generalmente, una sospensione di tipo McPherson presenta un centro di rollio posizionato più in basso rispetto al quadrilatero. Per questa ragione, a parità di rigidezza a rollio, una sospensione McPherson dovrà, in genere, montare molle più rigide e sarà quindi meno confortevole sulle sconnessioni stradali rispetto ad una soluzione quadrilatero o Multi-link. 2) Il ponte torcente:
Il
ponte torcente è un altro schema sospensivo estremamente diffuso tra
gli assali posteriori delle auto a trazione anteriore dal segmento C in
giù. In questo caso, il collegamento tra il ponte torcente vero e
proprio e il telaio si realizza in due sole boccole.
Il modello cinematico di questo tipo di sospensione è leggermente più complesso e non andrò ad approfondirlo ulteriormente in quest'occasione; ciò che ci interessa sapere, però, è che il Centro di Rollio in questo caso è fisso è cade nel centro di taglio del ponte, la cui posizione dipende esclusivamente dalla geometria della sua sezione e che, come ho cercato di evidenziare in figura, cade qualche centimetro più avanti del ponte stesso, sempre in corrispondenza del piano di simmetria.
Più in alto di un McPherson, ma ancora più vincolato.
In conclusione, nel valutare il valore di un tempo al Ring, cerco di tenere conto del fatto che, con una sospensione quadrilatero o multi-link, è per così dire più semplice trovare un compromesso tra comfort e sportività (è questo il vero motivo per cui le auto dal segmento D in su non possono praticamente più fare a meno di montare uno schema di questo tipo).
Per lo schema McPherson, di contro, l'unico modo di avere una buona reattività nei cambi di direzione è irrigidire le molle o le barre antirollio (quindi a discapito del comfort) mentre, nel caso del ponte torcente, la sospensione mostra un comportamento piuttosto rigido già in modo naturale, ma per cambiarne il comportamento non si può far altro che giocare sulla rigidezza delle molle. Tirando le somme:
Abbiamo visto che tra i tanti aspetti che distinguono un'auto da corsa da una stradale c'è sicuramente l'assetto e, in particolare, la rigidezza delle molle. Le rigidezze infatti vengono selezionate seguendo criteri diversi per i 2 tipi di auto e la velocità nei cambi di direzione ne risente inevitabilmente. Molte case automobilistiche giocano proprio su questo aspetto per trovare il tempo sul giro tra le curve dell'Inferno Verde ma, per capire quanto del lavoro di assetto svolto in pista dalle case in fase prototipale possa essere trasportato sui modelli che faranno le vendite e quanto invece sarà servito solo a farsi pubblicità con il tempo sul giro, ho voluto condividere con te i miei 2 personali criteri di valutazione che si potrebbero riassumere così:
1) Le versioni speciali "Nurburgring", in genere, sono una categoria a parte, in quanto possono permettersi scelte di assetto decisamente più estreme rispetto al corrispettivo che la maggior parte dei clienti andrà ad acquistare. Per questo motivo i tempi registrati da questo tipo di auto non dovrebbero essere comparati con auto in versione "standard". 2) Schemi sospensivi come Multi-link e quadrilatero permettono di raggiungere buone prestazioni in termini di Handling scendendo meno a compromessi in termini di comfort. Questo, unito al discorso fatto nel punto 1, avvalora maggiormente i tempi fatti da questo tipo di auto rispetto alle concorrenti con schemi sospensivi differenti per le quali il miglioramento dei tempi sul giro, ottenuto lavorando sull'assetto, impatta inevitabilmente e in modo maggiore sul comfort e non può quindi essere trasportato più di tanto sul modello base.
Bene! Anche oggi siamo arrivati al momento dei saluti...
Tu cosa ne pensi? I miei criteri di valutazione ti hanno convinto? Condividi la tua opinione a riguardo nei commenti! 😃 Come sempre, se hai trovato utile l'articolo o semplicemente ti è piaciuto, fammelo sapere con un LIKE 👍 Iscriviti alla Newsletter se non vuoi perderti neanche un articolo! Noi ci vediamo al prossimo approfondimento.. Ciao! 😜
Inutile dire che la prestazione della Ferrari, nella gara inaugurale della stagione di F1 2019, ha spiazzato tutti. Nessuno, addetti ai lavori compresi, si aspettava un tale divario di performance rispetto a ciò che si era visto durante i test invernali e tutt'ora, a gomme fredde, nessuno sembra riuscire a spiegarsi davvero che cosa sia successo...
Anch'io, come tutti del resto, sono rimasto sorpreso da ciò che ho visto già dalla seconda sessione del venerdì. In questi giorni (sebbene avessi ben'altro da fare 😅) non sono riuscito a smettere di cercare di analizzare ciò che è di pubblico dominio a riguardo e, mettendo insieme i risultati di alcune ricerche e qualche nozione di ingegneria, le cose hanno cominciato a mettersi in un ordine logico e le conclusioni sembrano essere abbastanza coerenti.
E' la verità? Come sempre non posso saperlo, ma credo valga la pena condividerla; perchè potrebbe rappresentare un'ottima occasione di confronto e crescita sia per te, se grazie a questo articolo scopri qualcosa che non sapevi, sia per me se hai un pensiero diverso e lo condividi con me commentando questo articolo. Cominciamo allora! 😜
Ogni analisi che si rispetti parte dai dati noti. Mettiamo perciò tutte le carte sul tavolo e cerchiamo di capire cosa sappiamo, partendo dalla valutazione delle prestazioni sul giro secco:
Personalmente ho trovato illuminante la comparazione in mini-settori del giro che è valso a Hamilton e Vettel le rispettive posizioni di partenza. Innanzi tutto è doveroso sottolineare come entrambi i piloti siano stati bravi nel portare l'auto al limite con giri puliti. Motivo in più per fare affidamento su questo video per comparare le prestazioni delle 2 auto. Ciò che ho notato, guardandolo, è che Vettel perde terreno in modo abbastanza lineare in allungo e in modo piuttosto importante in inserimento di curva, soprattutto all'ingresso di curva 9, dove lascia 2 decimi buoni. Le prestazioni delle 2 auto sembrano equivalersi abbastanza in trazione, con Seb che riesce addirittura ad essere leggermente più efficace all'Ascari (curva 13).
Lasciando per il momento da parte i decimi lasciati in allungo, è evidente che la Rossa, in questo frangente, si dimostri più lenta nei cambi di direzione e meno reattiva rispetto alle Frecce d'Argento, ma anche più stabile considerando che Hamilton fa molte più correzioni sul volante.
Del resto, se hai letto l'articolo in cui ti parlavo proprio di stabilità, la cosa non dovrebbe sorprenderti. Reattività e stabilità sono due facce della stessa medaglia. Nei test di Barcellona, però, se la maggiore stabilità della Ferrari fosse già evidente, la mancanza di inserimento non appariva così invalidante come lo è stata in Australia, come puoi vedere in questo video. Ora è chiaro che i test sono sempre test e vale sempre la regola per cui i riferimenti cronometrici vanno sempre presi con le pinze data la quantità di incognite che ci sono. Vale, però, anche la regola per cui un tempo diventa tanto più rappresentativo quanto più è vicino al limite.
Se consideriamo che, all'Albert Park, il limite imposto in qualifica quest'anno è 7 decimi più veloce di quello dello scorso anno; i tempi di Ferrari e Mercedes a Barcellona, che hanno marcato il riferimento della Pole dello scorso anno, non possono essere ignorati in quanto effettivamente molto veloci. Se ci si aggiunge le opinioni degli addetti ai lavori e il cambiamento nel feeling dei piloti tra Spagna e Australia, a mio avviso, sembra chiaro che la Ferrari nei test era obiettivamente molto performante e che, tra Barcellona e Melbourne, effettivamente un'involuzione prestazionale ci sia stata. Chiusa la parentesi sulla validità dei riferimenti cronometrici di Barcellona, torniamo alla mancanza di inserimento della Rossa in Australia cercando di capire cosa possa averla causata e perchè sia apparsa molto più accentuata rispetto ai test spagnoli. Circa un anno fa, parlandoti delle filosofie sospensive delle F1 2018, introducevo il concetto di Centro di Rollio dicendoti come l'altezza di quest'ultimo influenzi la velocità di risposta delle sospensioni. Ora considera che le filosofie sospensive delle F1, da questo punto di vista, vengono raramente stravolte da un anno all'altro. Infatti, se confronti la foto qui sotto e quella all'inizio dell'articolo con quelle dello scorso anno che puoi vedere nel link, potrai notare che le geometrie sospensive di Mercedes e Ferrari non sono molto cambiate.
Ma cosa ci dicono queste immagini? In sostanza ci dicono che, da diversi anni a questa parte, la Mercedes utilizza una sospensione anteriore che presenta un maggiore recupero di camber, ma soprattutto un centro di rollio più alto. Di conseguenza, a parità di rigidezza delle molle, la sospensione della W10 appare più rigida e reattiva nei cambi di direzione rispetto a quella della Ferrari.
E' una cosa grave?
Non particolarmente, dopotutto si può sempre compensare irrigidendo le molle.. a meno che la pista sia sconnessa al punto tale da impedirti di farlo senza destabilizzare troppo l'auto! Questa è una prima differenza tra Barcellona (dove l'asfalto è nuovo e liscio) e Melbourne, che invece presenta un manto stradale piuttosto sconnesso.
Ora starai pensando... " Aspetta un attimo! Ma se le sospensioni sono le stesse da 3 anni, perchè questa differenza non sembrava esserci nel 2018? " E qui entra in gioco un altro fattore di fondamentale importanza quando si parla di stabilità e reattività: IL PASSO! Per motivi puramente geometrici, infatti, è noto che il passo è inversamente proporzionale alla reattività del veicolo. A un passo più lungo, di conseguenza, corrisponderà un'auto più stabile; a uno più corto una maggiore reattività. In questo grafico ti mostro come sono variati i passi di Ferrari e Mercedes negli ultimi 3 anni [fonte Wikipedia] :
Hai visto bene. Quest'anno la Mercedes ha un passo leggermente più corto della Ferrari. Se ora consideriamo che nel 2017 (quando la differenza di passo era molto ampia) la Ferrari si mostrò molto forte in piste come Monaco e Hungaroring per poi avere evidenti problemi di instabilità in tracciati come Silverstone e Suzuka, mentre nel 2018 (con il passo allungato di poco più di una decina di centimetri) la SF 71-H si dimostrò competitiva e bilanciata in quasi tutti i tracciati al pari di Mercedes; si potrebbe giungere alla conclusione che, in termini di inserimento, la differenza di passo tra Mercedes e Ferrari, lo scorso anno, riuscisse bene o male a compensare la differente filosofia cinematica delle sospensioni anteriori.
Quest'anno molto probabilmente non sarà così, ci toccherà perciò disabituarci dal considerare le piste guidate come favorevoli alla Rossa, ma anzi la situazione potrebbe essere opposta. Il tempo ci dirà se questa conclusione è corretta.
A questo punto mi sono chiesto.. Per quale motivo questa inversione di tendenza?
Sebbene il passo sia fondamentale quando si parla di stabilità, il fattore principale ad influenzare la progettazione di questo parametro, almeno negli ultimi anni, è l'aerodinamica. In particolare, la distanza tra le ruote anteriori e l'imbocco pance è di particolare interesse per le prestazioni aerodinamiche della monoposto.
Per capire come questi due parametri si influenzino l'un l'altro, riprenderò da dove ci eravamo lasciati nell'ultimo articolo, dove ti accennavo il concetto di out-wash.
Nelle due foto qui sopra, ho cercato di evidenziare la principale differenza concettuale, in termini di integrazione nell'aerodinamica complessiva dell'auto, tra un'ala di filosofia out-wash (Ferrari) e una di filosofia up-wash (Mercedes). Lo spingere i flussi d'aria (accelerati dal profilo dell'ala e della paratia laterale di quest'ultima) verso l'esterno della ruota, non ha il solo fine di ridurre la pressione nel punto di stagnazione (evidenziato in rosso nella seconda foto), ma è votato a creare una sorta di "scudo d'aria" attorno alla spalla esterna della gomma, riducendo la zona turbolenta creata da quest'ultima e facendo si che il flusso si riattacchi al profilo dell'auto in corrispondenza dei bargeboards (come puoi vedere nella prima foto). Può sembrare fantascienza, ma una tecnologia simile è stata introdotta sul mercato da BMW qualche anno fa e trova oggi applicazione su tantissime auto stradali (un esempio è la nuova Tipo 😉).
Se, per le auto stradali, riattaccare il flusso alla fiancata dell'auto e ridurre le turbolenze generate dagli pneumatici serve principalmente a ridurre la resistenza all'avanzamento (e di conseguenza i consumi); in F1 riattaccare il flusso alla fiancata significa aumentare la portata d'aria che soffia sopra il diffusore, in altre parole significa più downforce. (Se ricordi, ne parlavamo nell'articolo "L'idea di fondo").
Ora, sino allo scorso anno, tutti i top team utilizzavano la parte esterna dell'ala per realizzare un effetto di out-wash. La distanza tra le ruote anteriori e i bargeboards era perciò un parametro definito in funzione dell'efficacia dell'ala anteriore nell'ottenere quest'effetto. I Top Team hanno però interpretato il nuovo regolamento sulle ali anteriori in modo diverso. Se Ferrari, pur indubbiamente perdendo un po' di efficacia (probabilmente a questo è dovuto il leggero aumento di passo rispetto al 2018), ha tentato di mantenere la stessa filosofia aerodinamica dello scorso anno, Mercedes e Red Bull hanno scelto di rinunciare all'out-wash in favore dell'up-wash. Se osservi la foto raffigurante la Mercedes di Bottas, puoi osservare come i flussi esterni alla ruota non si riattacchino più alla fiancata dell'auto. I bargeboards saranno quindi non più orientati a "ripescare" i flussi dall'esterno, ma a raccogliere e laminarizzare i flussi provenienti dall'interno della ruota. Con una piccola ricerca su Google, tu stesso potrai verificare che, osservando i bargeboards delle 2 contendenti, il concetto aerodinamico sviluppato sulla SF 90 è molto simile a quello dell'anno precedente, mentre nel caso della Mercedes, i bargeboards hanno un disegno notevolmente differente rispetto al 2018.
Considerato tutto questo, per rispondere alla domanda che ci siamo posti pocanzi, potrebbe essere plausibile che in Mercedes, avendo rinunciato all'out-wash, vistisi svincolati da questo aspetto, abbiano scelto di ridurre la distanza tra le ruote anteriori e l'imbocco pance per attestarsi sul valore di passo che, l'anno precedente, ha dimostrato, per Ferrari, di rappresentare il giusto compromesso in termini dinamici per essere competitivi su tutti i circuiti. Annullata la differenza di passo, perciò, le differenze in termini di filosofie sospensive sarebbero in questo modo venute a galla.
Proviamo quindi a ricapitolare quanto ipotizzato sin'ora:
Siamo partiti dall'aver notato una sostanziale mancanza di velocità in inserimento curva da parte della Ferrari.
Abbiamo esaminato le possibili cause focalizzandoci sulla cinematica delle sospensioni anteriori (che potrebbe aver portato gli ingegneri Ferrari a dover rincorrere un compromesso che non c'era in termini di bilanciamento, dato che la macchina sarebbe risultata essere troppo morbida per l'handling e troppo dura sulle sconnessioni allo stesso tempo) e sul passo; cercando di capire quali possano essere i fattori per cui, come lo stesso Mattia Binotto ha dichiarato, questa non era una pista particolarmente favorevole alla Rossa.
Parlando di passo, abbiamo, poi, visto come quest'ultimo sia stato oggetto di importanti cambiamenti (specialmente per Mercedes) in questa nuova stagione e abbiamo esaminato le ragioni che avrebbero potuto portare le 2 scuderie a seguire le rispettive strade intraprese, focalizzandoci principalmente sull'aerodinamica e su come quest'aspetto si vada ad integrare con le decisioni prese in termini di ala anteriore in funzione dei cambi regolamentari.
A questo punto non ci resta che esaminare l'altro "punto debole" della Ferrari di Vettel nel giro di qualifica: l'allungo. Che le velocità di punta delle Ferrari in diversi punti del tracciato non fossero tra le più alte è un dato di fatto...
... così come è un dato di fatto che, dopo una prima settimana di test (dove di solito si gira con mappature conservative) in cui la Rossa si è mostrata incredibilmente veloce rispetto alle concorrenti, nella seconda settimana, provando a spingere un po' di più, la Ferrari, pur confermandosi molto veloce, abbia sofferto diversi problemi tecnici di varia natura.
E' ancora un fatto che le Rosse si siano presentate a Melbourne, che storicamente non è mai stata considerata una pista impegnativa per le temperature, con una configurazione aerodinamica più votata al raffreddamento della PU rispetto a quella vista a Barcellona. Infine, è stato abbastanza evidente come le velocità di punta di Vettel, durante la gara, siano improvvisamente calate in modo importante (anche confrontate con quelle di Leclerc.. almeno questo dicevano sul momento in cabina di commento durante la diretta).
In Ferrari hanno categoricamente smentito qualsivoglia sorta di problema alla Power Unit; io, onestamente, non lo so. Ciò che so, però, è che il Bahrain non è proprio la pista adatta per avere problemi di PU. Da Ferrarista, aspetterò... e spererò. 😅 A proposito di speranza! Anche questo articolo volge al termine. Spero tu l'abbia trovato utile. Se è così, o semplicemente ti è piaciuto, fammelo sapere con un LIKE! 👍 Se vuoi rimanere aggiornato ed essere il primo a sapere quando pubblico un nuovo articolo su FR Tecnica, iscriviti alla newsletter! Ti aspetto per il prossimo approfondimento! Ciao! 😜
